Реферат: Биологические ритмы
Д о к л а д п о б и о л о г и и
н а т е м у:
«Б и о л о г и ч ес к и е р и т м ы.»
Ученицы 11 «Б» класса
гимназии № 1519
Сидорович Анастасии
Москва 2005г.
Б и о л о г ич е с к и е р и т м ы — колебания смены и интенсивности процессов и физиологическихреакций. В их основе лежат изменения метаболизма биологических систем,обусловленные влиянием внешних и внутренних Факторов. Факторы, которые влияютна ритмичность процессов, происходящих в живом организме, получили определение«с и н х р о н и з а т о р ы», или «д а т ч и к и в р е м е ни».
К в н е ш н им ф а к т о р а м относятся: изменение освещенности (фотопериодизм),температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности космическихизлучений, приливы и отливы, сезонные и солнечно-лунные влияния; социальныевлияния, характерные для человека.
Ритмы,независимые от внешних синхронизаторов, называются э н д о г е н —
н ы м и. Ритмы, формирующиеся под влиянием внешних синхронизаторов, т.е.факторов внешней среды, идентифицированы как э к з о г е н н ы е. Длябольшинства биоритмов характерна эндогенность генерирования, малая изменчивостьустановившейся длительности циклов на протяжении онтогенеза.
Солнечно-суточный(24 ч)ритм свойствен большинству физиологических процессов (частотеделения клеток, колебаниям температуры тела,интенсивности обмена веществ и энергии у животных и человека и др.). Онпроявляется в состоянии и поведении живых организмов; при этом меняетсядвигательная активность животных, положение листьев и цветочных лепестков урастений, расходование гликогена в печени млекопитающих и другие биохимическиепроцессы. У животных обнаружены нейро-гуморальные центры, координирующиесуточную периодичность физиологических процессов. В зависимости от количествапериодов активности в течение суток различают монофазный и полифазный суточныеритмы. В течение индивидуального развития (онтогенеза) многих животных ичеловека происходит переход от полифазного ритма к монофазному (так, для грудныхдетей характерно многократное чередование бодрствования и сна в течение суток).
Лунно-суточный(24,8 ч), или приливный, ритм типичен для большинства животных ирастений прибрежной морской зоны и проявляется совместно с солнечно-суточнымритмом в колебаниях двигательной активности, периодичности открывания створокмоллюсков, вертикальном распределении в толще воды мелких морских животныхи т.п. Солнечно- и лунно-суточный ритмы, так же как и звёздно-суточный(23,9 ч), имеют большое значение в навигации животных (например,перелётных птиц, многих насекомых), «использующих» астрономическиеориентиры.
Лунно-месячныйритм (29,4 сут) соответствует периодичности изменения уровня морскихприливов и проявляется в ритмичности вылупления из куколок насекомых, выплаживающихсяв прибрежной зоне, в цикле размножения червя палоло, некоторыхводорослей и многих других животных и растений. Близок лунно-месячному ритму именструальный цикл женщин.
Годичный(сезонный) ритм изменения численности и активности животных роста и развитиярастений широко известен. Годичные ритмы у животных и растений во многихслучаях регулируются изменениями длины светового дня, температуры идругих климатических факторов.
Б. р. — нетолько непосредственная реакция на изменения внешних условий. Он сохраняется вискусственных условиях — при постоянном освещении, температуре, влажности иатмосферном давлении, причём продолжительность каждого периода Б. р. в такихусловиях почти не зависит от интенсивности обменных процессов. Например, насуточный ритм спорообразования некоторых водорослей не влияют химическиевещества, тормозящие обменные процессы; массовое вылупление мух дрозофилповторяется в темноте через каждые 24 ч и не зависит от температуры (приколебаниях её в пределах от 16 до 26? С); в аквариуме длительно сохраняетсялунная периодичность открывания створок морских моллюсков; всхожесть семян,хранящихся в темноте и при постоянной температуре (в пределах от -22 до +45? С),отчётливо меняется соответственно сезону.
В постоянныхусловиях солнечно-суточный ритм обычно превращается в т. н. циркадный ритмпериодом, типичным для каждого объекта и несколько отличающимся от 24 чУ высших растений в циркадианном ритме протекают различные метаболическиепроцессы, в частности фотосинтез и дыхание.
Разнообразныециркадианные ритмы известны и у животных. Примером может служить близкое кактиниям кишечнополостное – морское перо (Cavernularia obesa), представляющеесобой колонию из множества крошечных полипов. Морское перо живет на песчаноммелководье, втягиваясь в песок днем и разворачиваясь по ночам, чтобы питатьсяфитопланктоном. Этот ритм сохраняется в лаборатории при неизменных условияхосвещения.
Четко работаютбиологические часы у насекомых. Например, пчелы знают, когда раскрываютсяопределенные цветки, и навещают их ежедневно в одно и то же время. Пчелы такжебыстро усваивают, в какое время им выставляют на пасеке сахарный сироп.
У человека нетолько сон, но и многие другие функции подчинены суточному ритму. Примеры тому– повышение и понижение кровяного давления и выделения калия и натрия почками,колебания времени рефлекса. Особенно заметны изменения температуры тела: ночью онапримерно на 1° С ниже, чем днем.
Основнымипараметрами биоритмов являются такие показатели:
1. период —время между двумя одноименными точками в волнообразно изменяющемся процессе;
2. акрофаза —точка времени в периоде, когда отмечается максимальное значение исследуемогопараметра;
3. мезор —уровень среднего значения показателей изучаемого процесса;
4. амплитуда —величина отклонения исследуемого показателя в обе стороны от средней.
К л а с с иф и к а ц и я р и т м о в базируется на строгих определениях, которые зависятот выбранных критериев.
Ю.Ашофф(1984 г.) подразделяет ритмы:
1. по ихсобственным характеристикам, таким как период;
2. по ихбиологической системе, например популяция;
3. по родупроцесса, порождающего ритм;
4. по функции,которую выполняет ритм.
Классификациябиологических ритмов по Х а л б е р г у наиболее распространена — классификацияпо частотам колебаний, т.е. по величине. обратной длине периодов ритмов:
зона ритмов область ритмов длина периодов Высокочастотная Ультрадианнаяменее 0,5 ч
0,5 — 20 ч
СреднечастотнаяЦиркадная
Инфрадианная
20 — 28 ч
28 ч — 3 сут
НизкочастотнаяЦиркасептанная
Циркадисептанная
Циркавигинтанная
Циркатригинтанная
Цирканнуальная
7 + 3 сут
14 + 3 сут
20 + 3 сут
30 + 7 сут
1 год + 2 мес